(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体の液滴を、該液滴の吐出部と前記電子デバイスを構成する別の部材が予め形成された基板とを該基板の面内方向に連続的に相対移動させながら、前記吐出部からインクジェット法により吐出させて、前記基板の表面の複数箇所に付与する工程を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記相対移動は、前記基板の厚さ方向における前記表面の位置の前記面内方向における分布を示す情報に応じて、前記吐出部と前記表面との距離を一定に保つ補正をしながら行なわれることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記情報が、前記表面の前記位置を測定し、該測定結果を補完することによって求めた情報であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記情報が、前記複数箇所の一部の前記位置を測定し、該測定結果を補完することによって求めた、前記複数箇所の全ての前記位置の分布を示す情報であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記情報の取得を、複数枚の基板毎に行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記相対移動は、前記吐出部を前記面内方向に移動させず、前記基板を前記面内方向に移動させることによって行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記補正は、前記吐出部を前記厚さ方向に動かすことによって行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記複数箇所には前記別の部材が位置していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記付与する工程の後に、前記形成材料を含む前記部材を前記表面の上に形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記インクジェット法は、圧電素子により液滴を吐出させる方式、又は、液体に熱エネルギーを与えて気泡を発生させることにより液滴を吐出させる方式であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
カラーフィルターの製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記カラーフィルターを構成する部材の形成材料を含む液体を用いた請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項１１】
複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記電子放出素子を構成する導電部材の形成材料を含む液体を用いた請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１２】
一対の電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子を複数、備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記導電性膜の形成材料を含む液体を用いた請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１３】
一対の電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子を複数、備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記一対の電極の形成材料を含む液体及び前記導電性膜の形成材料を含む液体を夫々用いた請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法。
【請求項１４】
電子源と、前記電子源からの電子が照射される画像形成部材とを備える画像形成装置の製造方法において、前記電子源は、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の電子源の製造方法にて製造されることを特徴とする画像形成装置の製造方法。
【請求項１５】
ディスプレーの製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記ディスプレーを構成する部材の形成材料を含む液体を用いた請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とするディスプレーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、電子デバイスの製造方法及びその製造装置に関し、とりわけ、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体の液滴を基板上に付与する工程を経て製造される電子デバイスの製造方法に関する発明である。
【０００２】
背景技術
従来、電子放出素子には大別して熱電子放出素子と冷陰極電子放出素子の２種類が知られている。冷陰極電子放出素子には電界放出型（以下、「ＦＥ型」と称す。）、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」と称す。）や表面伝導型電子放出素子等が有る。
【０００３】
ＦＥ型の例としては、Ｗ．Ｐ．  Ｄｙｋｅ  ａｎｄ  Ｗ．Ｗ．  Ｄｏｌａｎ，  “Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ”，  Ａｄｖａｎｃｅ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  ８，８９（１９５６）あるいはＣ．Ａ．  Ｓｐｉｎｄｔ，  “Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃａｔｈｏｄｅｓ  ｗｉｔｈ  ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ  ｃｏｎｅｓ”，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ，４７，５２４８（１９７６）等に開示されたものが知られている。
【０００４】
ＭＩＭ型の例としては、Ｃ．Ａ．  Ｍｅａｄ，  “Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｕｎｎｅｌ−Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，  ３２，６４６（１９６１）等に開示されたものが知られている。
【０００５】
表面伝導型電子放出素子の例としては、Ｍ．Ｉ．  Ｅｌｉｎｓｏｎ，  Ｒａｄｉｏ  Ｅｎｇ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｈｙｓ．，  １０，１２９０（１９６５）等に開示されたものがある。
【０００６】
表面伝導型電子放出素子は、絶縁性基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用するものである。
【０００７】
この表面伝導型電子放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ2薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔｍｅｒ：“Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ”，  ９，３１７（１９７２）］、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2薄膜によるもの［Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ  ａｎｄ  Ｃ．Ｇ．  Ｆｏｎｓｔａｄ：“ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ＥＤ  Ｃｏｎｆ．”，  ５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるもの［荒木久  他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１９８３）］等が報告されている。
【０００８】
これらの表面伝導型電子放出素子の典型的な例として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図２５に模式的に示す。同図において２００１は基板である。２００４は導電性膜で、Ｈ型形状のパターンに形成された金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理により電子放出部２００５が形成される。尚、図中の素子電極間隔Ｌは、０．５〜１ｍｍ、Ｗ’は、０．１ｍｍで設定されている。
【０００９】
これらの表面伝導型電子放出素子においては、電子放出を行う前に導電性膜２００４を予め通電フォーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部２００５を形成するのが一般的である。即ち、通電フォーミングとは、前記導電性膜２００４の両端に電圧を印加通電し、導電性膜２００４を局所的に破壊、変形もしくは変質させて構造を変化させ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部２００５を形成する処理である。尚、電子放出部２００５では導電性膜２００４の一部に亀裂が発生しており、その亀裂付近から電子放出が行われる。
【００１０】
上述の表面伝導型電子放出素子は、構造が単純であることから、大面積に亙って多数素子を配列形成できる利点がある。そこで、この特徴を活かすための種々の応用が研究されている。例えば、荷電ビーム源、表示装置等の画像形成装置への利用が挙げられる。
【００１１】
従来、多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成した例としては、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の表面伝導型電子放出素子の両端（両素子電極）を配線（共通配線とも呼ぶ）にて夫々結線した行を多数行配列（梯子型配置とも呼ぶ）した電子源が挙げられる（例えば、特開昭６４−３１３３２号公報、特開平１−２８３７４９号公報、同２−２５７５５２号公報）。
【００１２】
また、特に表示装置においては、液晶を用いた表示装置と同様の平板型表示装置とすることが可能で、しかもバックライトが不要な自発光型の表示装置として、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源と、この電子源からの電子線の照射により可視光を発光する蛍光体とを組み合わせた表示装置が提案されている（アメリカ特許第５０６６８８３号明細書）。
【００１３】
また図２６は、特開平２−５６８２２号公報に開示されている電子放出素子の構成を示す斜視図である。同図において、３００１は基板、３００２および３００３は素子電極、３００４は導電性膜、３００５は電子放出部である。この電子放出素子の製造方法としては、様々な方法があるが、例えば、基板３００１に一般的な真空蒸着技術や、フォトリソグラフィ技術により素子電極３００２、３００３を形成する。次いで導電性膜３００４は分散塗布法によって形成する。その後、素子電極３００２、３００３に電圧を印加し通電処理を施すことによって電子放出部３００５を形成している。
【００１４】
しかしながら、従来の電子放出素子の製造方法は、半導体プロセスを主体とする方法によるため、工程数が多く、現行の技術では大面積に電子放出素子を形成することが困難であって、特殊かつ高価な製造装置を必要とし、生産コストが高いといった欠点があった。
【００１５】
そこで本出願人等は、金属含有溶液を液滴の状態で基板上に吐出して素子電極及び素子膜を形成し、その素子を絶縁基板上にマトリックス状に配列した電子源基板を検討してきた。
【００１６】
例えば、特開平８−１７１８５０号公報には、前記素子電極及び素子膜をインクジェット法を用いて形成する方法が、また、特開平９−０６９３３４号公報、ＥＰ−Ａ−０７１７４２８号には、ステージに配置された基板上に、該ステージを走査させながらインクジェット法にて液滴を付与し、前記素子膜を形成する方法が記載されている。
【００１７】
一方、電子放出素子及び電子源以外の電子デバイスを、インクジェット法を用いて製造する例として、特開平８−３２７８１６号公報にはインクジェット法を用いたカラーフィルタの製造方法が記載されている。
【００１８】
しかし、前述の電子放出素子をインクジェット法を用いて製造する方法及びその製造装置においては、電子源基板の大型化に伴う基板の変形（歪み、基板の厚みむら）に応じた液滴の付与位置の補正機構を具備しておらず、大面積電子源基板やそれを用いた画像形成装置を製造する際の歩留まりを向上させることが困難であり、生産コストが高くなるという問題があった。
【００１９】
また、電子放出素子等の製造に限らず、前述したカラーフィルターのインクジェット法を用いた製造においても同様に大型化に伴う基板の変形（歪み、基板の厚みむら）に応じた液滴の付与位置の補正機構を具備しておらず、製造する際の歩留まりを向上させることが困難であり、生産コストが高くなるという問題があった。
【００２０】
本発明の目的は、電子デバイスを構成する部材を、基板上の所望の複数箇所に精度良く形成することのできる製造方法を提供することである。
【００２１】
また、本発明の目的は、複数の基板に対して、電子デバイスを再現性良く形成することのできる製造方法を提供することである。
【００２２】
また、本発明の目的は、基板上に、特性の揃った電子デバイスを複数形成することができる製造方法を提供することである。
【００２３】
また、本発明の目的は、電子放出特性の揃った複数の電子放出素子を有する電子源を製造できる製造方法を提供することである。
【００２４】
また、本発明の目的は、低コストかつ容易に、均一な特性の電子デバイスを製造し得る製造方法を提供することにある。
【００２５】
発明の開示
上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は、以下の通りである。
【００２６】
電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体の液滴を、該液滴の吐出部と前記電子デバイスを構成する別の部材が予め形成された基板とを該基板の面内方向に連続的に相対移動させながら、前記吐出部からインクジェット法により吐出させて、前記基板の表面の複数箇所に付与する工程を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記相対移動は、前記基板の厚さ方向における前記表面の位置の前記面内方向における分布を示す情報に応じて、前記吐出部と前記表面との距離を一定に保つ補正をしながら行なわれることを特徴とする電子デバイスの製造方法である。
【００２７】
本発明の電子デバイスの製造方法は、
前記情報が、前記表面の前記位置を測定し、該測定結果を補完することによって求めた情報であること、
前記情報が、前記複数箇所の一部の前記位置を測定し、該測定結果を補完することによって求めた、前記複数箇所の全ての前記位置の分布を示す情報であること、
前記情報の取得を、複数枚の基板毎に行うこと、
前記相対移動は、前記吐出部を前記面内方向に移動させず、前記基板を前記面内方向に移動させることによって行うこと、
前記補正は、前記吐出部を前記厚さ方向に動かすことによって行うこと、
前記複数箇所には前記別の部材が位置していること、
前記付与する工程の後に、前記形成材料を含む前記部材を前記表面の上に形成する工程を有すること、
前記インクジェット法は、圧電素子により液滴を吐出させる方式、又は、液体に熱エネルギーを与えて気泡を発生させることにより液滴を吐出させる方式であること
をも含むものである。
【００２８】
また、本発明は、カラーフィルターの製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記カラーフィルターを構成する部材の形成材料を含む液体を用いた上記いずれかの電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とするカラーフィルターの製造方法である。
また、本発明は、ディスプレーの製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記ディスプレーを構成する部材の形成材料を含む液体を用いた上記いずれかの電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とするディスプレーの製造方法である。
【００２９】
また、以上述べた本発明の製造方法は更に、
前記インクジェット法は、液体に熱エネルギーを与えて気泡を発生させることにより液滴を吐出させる方式であること、
前記インクジェット法は、圧電素子により液滴を吐出させる方式であることをも含むものである。
【００３０】
また、本発明は、複数の電子放出素子を備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記電子放出素子を構成する導電部材の形成材料を含む液体を用いた上記いずれかの電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法である。
【００３１】
また、本発明は、一対の電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子を複数、備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記導電性膜の形成材料を含む液体を用いた上記いずれかの電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法である。
【００３２】
また、本発明は、一対の電極間に、電子放出部を有する導電性膜を備える電子放出素子を複数、備える電子源の製造方法において、電子デバイスを構成する部材の形成材料を含む液体として前記一対の電極の形成材料を含む液体及び前記導電性膜の形成材料を含む液体を夫々用いた上記いずれかの電子デバイスの製造方法を用いることを特徴とする電子源の製造方法である。
【００３３】
また、本発明は、電子源と、前記電子源からの電子が照射される画像形成部材とを備える画像形成装置の製造方法において、前記電子源は、上記いずれかの電子源の製造方法にて製造されることを特徴とする画像形成装置の製造方法である。
【００３４】
以上述べた本発明における電子デバイスとは、例えば、液晶ディスプレーのカラーフィルター、あるいは、液晶ディスプレー、プラズマディスプレー、電子線ディスプレー等各種ディスプレーの駆動用回路、あるいは、電子源自体などを包含するものであり、本発明の製造方法及び製造装置により形成される上記電子デバイスの構成部材とは、特に、上記カラーフィルターにおいては、フィルターエレメント、上記各種ディスプレーの駆動用回路においては、回路基板上にパターニングされた駆動用導電体や該駆動用導電体間を絶縁するために該回路基板上にパターニングされた絶縁体、電子源においては、複数の電子放出素子の構成部材や該電子放出素子を駆動配線に接続する導電体などである。
【００３５】
上記のような電子デバイスの構成部材の形成材料を含む液滴を、該液滴の吐出部と該液滴が付与される基板とを該基板の面内方向において相対移動させて該基板上の複数箇所に付与する場合に、該基板が元々持っている厚さむらや該液滴付与に至るまでの製造工程において生じた該基板の歪みなどにより該基板自体の厚さに分布を持っていたり、あるいは、該液滴の付与に際して該基板を保持するステージ自体の平面性や前記相対移動時の前記吐出部と該基板との平行度が一定ではなかったりすることによって、該基板上の液滴を付与しようとしている場所（付与箇所）毎に前記吐出部との間の距離が異なってしまい、この距離の違いによって、実際に付与される液滴の位置（付与位置）は前記付与箇所からずれてしまう。
【００３６】
以上述べた本発明の製造方法によれば、前記液滴の付与は、前記相対移動させた際に生じる前記吐出部と前記基板上の液滴の付与面との距離の分布に応じて該付与面上での液滴の付与位置を補正しながら行なわれる、あるいは、前記基板の厚さの分布に応じて該基板面上での液滴の付与位置を補正しながら行なわれるので、該基板上の液滴を付与しようとしている複数の場所（付与箇所）へ精度良く液滴を付与することができる。
【００３７】
また、後述する製造装置においても、とりわけ、前記吐出部と前記基板上の液滴の付与面との距離を検出する手段と、前記検出結果に基づいて前記付与面上での該液滴の付与位置を制御する手段とを備えている、あるいは、前記基板の厚さを検出する手段と、前記検出結果に基づいて前記基板面上での該液滴の付与位置を制御する手段とを備えているので、上記補正が可能であり、該基板上の液滴を付与しようとしている複数の場所（付与箇所）へ精度良く液滴を付与することができる。
【００３８】
以上の本発明の製造方法を用いることにより、上記カラーフィルターにおいては、フィルターエレメントの色ずれを極力防止することができ、上記各種ディスプレーの駆動用回路においては、駆動用導電体間での不要な短絡を極力防止することができ、電子源においては、不良な電子放出素子の発現や特性の不均一化を極力防止することができる。
【００３９】
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の好ましい実施態様を示す。
【００４０】
まず、第１の実施態様について以下に詳述する。
【００４１】
図１は、本実施態様において用いられる表面伝導型電子放出素子の一構成例を示す模式図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。図１において、１は基板、２と３は電極（素子電極）、４は一対の導電性膜、５は該一対の導電性膜の間隙である。
【００４２】
基板１としては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパッタ法等によりＳｉＯ2を積層した積層体、アルミナ等のセラミックス及びＳｉ基板等を用いることができる。
【００４３】
対向する素子電極２，３の材料としては、一般的な導体材料を用いることができ、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或は合金及びＰｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等から適宜選択される。
【００４４】
素子電極間隔Ｌ、素子電極長さＷ、導電性膜４の形状等は、応用される形態等を考慮して、設計される。素子電極間隔Ｌは、好ましくは、数百ｎｍから数百μｍの範囲とすることができ、より好ましくは、素子電極間に印加する電圧等を考慮して数μｍから数十μｍの範囲とすることができる。素子電極長さＷは、電極の抵抗値、電子放出特性を考慮して、数μｍから数百μｍの範囲とすることができる。素子電極２，３の膜厚ｄは、数十ｎｍから数μｍの範囲とすることができる。
【００４５】
導電性膜４を構成する材料としては、例えばＰｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ，ＳｎＯ2，Ｉｎ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｓｂ2Ｏ3等の酸化物導電体、ＨｆＢ2，ＺｒＢ2，ＬａＢ6，ＣｅＢ6，ＹＢ4，ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、カーボン等が挙げられる。
【００４６】
導電性膜４の膜厚は、素子電極２，３へのステップカバレージ、素子電極２，３間の抵抗値等を考慮して適宜設定されるが、通常は、数Å〜数百ｎｍの範囲とするのが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲とするのが良い。その抵抗値は、Ｒｓが１０2Ω／□から１０7Ω／□の値であるのが好ましい。
【００４７】
また、以上の電子放出素子のより好ましい形態として、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、間隙５内及び導電性膜４上に炭素あるいは炭素化合物の膜４ａを有する形態が挙げられ、該炭素あるいは炭素化合物の膜は、間隙５よりも狭い間隙５ａを形成し、寿命及び電子放出効率がより向上される。
【００４８】
図３は、本実施態様で製造される電子源であり、以上述べた電子放出素子が基板１上に複数配置された電子源である。ここで、１１は列方向配線、１０は行方向配線、６は絶縁層であり、上記電子放出素子の複数が、複数の行方向配線１０及び複数の列方向配線１１とによりマトリクス配線されている。
【００４９】
以下に、図３に示される電子源の本実施態様における製造方法について説明する。
【００５０】
１）まず、絶縁基板１を洗剤、純水及び有機溶剤等を用いて十分に洗浄し、真空蒸着法、スパッタ法等により素子電極材料を堆積後、例えばフォトリソグラフィー技術を用いて基板１上に素子電極２及び３を形成する。
【００５１】
２）次に、素子電極２と接続する列方向配線１１、絶縁膜６を介して、素子電極３と接続する行方向配線１０を順次形成する。
【００５２】
３）そして、液滴付与装置を用いて上記の各素子電極２、３間に、前述の図１の導電性膜４を形成する材料を含有する溶液を付与し、これを加熱することで導電性膜４を形成する。
【００５３】
ここで、図４は、本実施態様において用いる液滴付与装置を示す模式図である。
【００５４】
液滴付与装置としては、任意の液滴を形成できる装置であればどのような装置を用いても構わないが、特に十数ｎｇから数十ｎｇ程度の範囲での制御が可能で、且つ数十ｎｇ程度以上の微少量の液滴を容易に形成することができるインクジェット方式の装置を用いることが好ましい。また、インクジェット方式としては、液体に熱エネルギーを与えて気泡を発生させることにより液滴を吐出させる、所謂バブルジェット方式、または、圧電素子により液滴を吐出させるピエゾ方式のいずれも利用することができる。
【００５５】
液滴の材料としては、液滴が形成できる状態であればどのような状態でも構わないが、水、溶剤等に前述の金属等を分散あるいは溶解した溶液、有機金属溶液等が挙げられる。例えば、導電性膜となる元素あるいは化合物がパラジウム系の例をとると、酢酸パラジウム−エタノールアミン錯体（ＰＡ−ＭＥ）、酢酸パラジウム−ジエタノール錯体（ＰＡ−ＤＥ）、酢酸パラジウム−トリエタノールアミン錯体（ＰＡ−ＴＥ）、酢酸パラジウム−ブチルエタノールアミン錯体（ＰＡ−ＢＥ）、酢酸パラジウム−ジメチルエタノールアミン錯体（ＰＡ−ＤＭＥ）等のエタノールアミン錯体を含んだ水溶液等が挙げられる。
【００５６】
図４において、基板ステージ８上の基板１の上方に吐出ヘッド７が設置され、ステージ８（或いは吐出ヘッド７）を移動させながら、該吐出ヘッドに設けられた吐出ノズルから金属含有溶液が液滴状態で吐出され、基板１上の上記各素子電極２，３間に液滴１２を付着させる。
【００５７】
ステージ８（或いはヘッド７）の移動速度は、目標タクトと基板サイズ、及び吐出性能等によって異なるが、１ｍｍ／ｓｅｃ〜１０００ｍｍ／ｓｅｃ程度が好ましい。また、吐出口−基板間距離Ｄは、１０μｍ〜２ｍｍ程度に設定され、小さい方が着液位置のばらつきが抑えられることが分かっているが、装置及び基板厚み等の精度から１００μｍ〜１０００μｍ程度が一般的である。
【００５８】
こうした液滴１２を吐出ヘッド７に設けられた吐出ノズルから各素子電極２，３間の所望の位置に付与するわけであるが、基板１は基板がもとから持っている厚みむらや、作製工程における歪等よって基板全面の厚さに分布をもっていたり、ステージ８自身の平面性や、ステージ８を移動したときの平行度も一定ではないので、基板の場所によって上記吐出ノズルと基板１間の距離が変化するため、設計値通りの位置に液滴付与ができず、歩留まりが著しく低下する。
【００５９】
そこで本実施態様の製造方法においては、吐出ノズルの吐出口−基板間距離Ｄの変動に対応するため、距離測定センサー９が吐出ヘッド７の横に設けられており、このセンサー９からの情報により吐出に補正をかけるものである。
【００６０】
補正の方式としては、（１）Ｄの変動情報に基づき、例えばピエゾ素子等を用いてスキャン中にヘッドを上下に動かすことで、Ｄを一定に保ち着液位置を制御する方式、（２）Ｄの変動情報に基づき、吐出のタイミングを変えることで、着液位置を制御する方式等が挙げられ、それ以外にも、（３）ステージ側にチルト機能を持たせてＤの測定値に応じてステージを傾ける方式もあるが、この方式は傾きが一次でない場合の補正に難点がある。
【００６１】
また、吐出口−基板間距離Ｄの測定は、吐出直前或いは吐出と同時に行ってもよいが、予め測定のみを行っておいてもよい。
【００６２】
図４において、１２は液滴である。液滴１２の速度（吐出速度）は、吐出条件や液の種類・粘度等によって異なるが、一般的には数ｍ／ｓｅｃ〜数十ｍ／ｓｅｃ程度である。例えば、吐出速度が１０ｍ／ｓｅｃ、ステージ速度が５００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｄの変動が１００μｍの場合、単純計算で着液位置は５μｍずれることになる。
【００６３】
以上の液滴付与装置を用いて、上述の１）〜３）の工程で作成された基板を上記の液滴付与装置のステージ８上に固定し、距離測定センサー９を用いて、基板全面において吐出口−基板間距離Ｄを測定する。さらに、その測定データに基づき、基板１上での着液位置を補正しながら、導電性膜４を形成する材料を含有する溶液の液滴１２を付与し、３００℃〜４００℃で焼成することにより、上記の各素子電極２，３間に導電性膜４を形成する。
【００６４】
４）次に、フォーミングと呼ばれる通電処理を施す。各素子電極２，３間に通電を行うと、各導電性膜４に図３に示されるように亀裂などの間隙５が形成される。
【００６５】
通電フォーミングの電圧波形の例を図５に示す。
【００６６】
電圧波形は、特にパルス波形が好ましい。これにはパルス波高値を定電圧としたパルスを連続的に印加する図５（ａ）に示した手法と、パルス波高値を増加させながらパルスを印加する図５（ｂ）に示した手法がある。
【００６７】
まず、パルス波高値を定電圧とした場合について図５（ａ）で説明する。図５（ａ）におけるＴ1及びＴ2は電圧波形のパルス幅とパルス間隔である。三角波の波高値（ピーク電圧）は、電子放出素子の形態に応じて適宜選択される。このような条件のもと、例えば、数秒から数十分間電圧を印加する。パルス波形は、三角波に限定されるものではなく、矩形波等の所望の波形を採用することができる。
【００６８】
次に、パルス波高値を増加させながら電圧パルスを印加する場合について図５（ｂ）で説明する。図５（ｂ）におけるＴ1及びＴ2は、図５（ａ）に示したのと同様とすることができる。三角波の波高値（ピーク電圧）は、例えば０．１Ｖステップ程度づつ、増加させることができる。
【００６９】
通電フォーミング処理の終了は、パルス間隔Ｔ2中に、導電性膜４を局所的に破壊，変形しない程度の電圧を印加し、電流を測定して検知することができる。例えば０．１Ｖ程度の電圧印加により流れる電流を測定し、抵抗値を求めて、１ＭΩ以上の抵抗を示した時、通電フォーミングを終了させる。
【００７０】
フォーミング処理以降の電気的処理は、例えば図６に示すような真空処理装置内で行うことができる。この真空処理装置は測定評価装置としての機能をも兼ね備えている。
【００７１】
図６において、５５は真空容器であり、５６は排気ポンプである。真空容器５５内には、以上述べた基板１が配されている。また、５１は上記の各素子電極２，３間に素子電圧Ｖfを印加するための電源、５０はその時に流れる素子電流Ｉfを測定するための電流計、５４は基板１上の電子源から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノード電極、５３はアノード電極５４に電圧を印加するための高圧電源、５２は放出された放出電流Ｉｅを測定するための電流計である。一例として、アノード電極５４の電圧を１ｋＶ〜１０ｋＶの範囲とし、アノード電極５４と電子源との距離Ｈを２ｍｍ〜８ｍｍの範囲として測定を行うことができる。
【００７２】
真空容器５５内には、不図示の真空計等の真空雰囲気下での測定に必要な機器が設けられていて、所望の真空雰囲気下での測定評価を行えるようになっている。
【００７３】
排気ポンプ５６は、ターボポンプ、ロータリーポンプ等からなる通常の高真空装置系と、イオンポンプ等からなる超高真空装置系とにより構成されている。ここに示した基板１を配した真空処理装置の全体は、不図示のヒーターにより加熱できる。
【００７４】
５）次に、活性化工程と呼ばれる処理を施すことが好ましい。
【００７５】
活性化工程は、例えば、有機物質のガスを含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、各素子電極２，３間にパルスの印加を繰り返すことで行うことができ、この処理により、素子電流Ｉf，放出電流Ｉeが、著しく変化し、各電子放出素子の電子放出効率及び寿命が向上する。
【００７６】
活性化工程における有機物質のガスを含有する雰囲気は、例えば油拡散ポンプやロータリーポンプなどを用いて真空容器内を排気した場合に雰囲気内に残留する有機ガスを利用して形成することができる他、オイルを使用しないイオンポンプなどにより一旦十分に排気した真空中に適当な有機物質のガスを導入することによっても得られる。このときの好ましい有機物質のガス圧は、前述の素子の形態、真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため、場合に応じ適宜設定される。適当な有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を挙げることが出来、具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣnＨ2n+2で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣnＨ2n等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が使用できる。
【００７７】
この処理により、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素あるいは炭素化合物が各電子放出素子上に堆積し、前述の図２に示された構造の電子放出素子となる。
【００７８】
ここで、炭素あるいは炭素化合物とは、例えばグラファイト（いわゆるＨＯＰＧ，ＰＧ，ＧＣを包含するもので、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイト結晶構造、ＰＧは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す。）、非晶質カーボン（アモルファスカーボン及び、アモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指す。）であり、その膜厚は、５０ｎｍ以下の範囲とするのが好ましく、３０ｎｍ以下の範囲とすることがより好ましい。
【００７９】
活性化工程の終了判定は、素子電流Ｉfと放出電流Ｉeを測定しながら、適宜行うことができる。
【００８０】
６）このような工程を経て得られた電子源は、更に安定化工程を行うことが好ましい。この工程は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。真空容器を排気する真空排気装置は、装置から発生するオイルが各電子放出素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げることが出来る。
【００８１】
真空容器内の有機成分の分圧は、上記炭素あるいは炭素化合物がほぼ新たに堆積しない分圧で１０-6Ｐａ以下が好ましく、さらには１０-8Ｐａ以下が特に好ましい。さらに真空容器内を排気するときには、真空容器全体を加熱して、真空容器内壁や、各電子放出素子に吸着した有機物質分子を排気しやすくするのが好ましい。このときの加熱条件は、８０〜２５０℃好ましくは１５０℃以上で、できるだけ長時間処理するのが望ましい。真空容器内の圧力は極力低くすることが必要で、１０-5Ｐａ以下が好ましく、さらには１０-6Ｐａ以下が特に好ましい。
【００８２】
安定化工程を行った後の、駆動時の雰囲気は、上記安定化処理終了時の雰囲気を維持するのが好ましいが、これに限るものではなく、有機物質が十分除去されていれば、圧力自体は多少上昇しても十分安定な特性を維持することが出来る。このような真空雰囲気を採用することにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、結果として素子電流Ｉf，放出電流Ｉeが、安定する。
【００８３】
以上説明したように、本実施態様によれば、少なくとも導電性膜形成材料を含む溶液で構成される液滴を吐出して基板に付与する工程を有しており、この液滴付与工程において、少なくとも基板と吐出口との距離情報に基づいて吐出補正を行っているため、基板やステージ、駆動軸等に起因する吐出口−基板間距離の変動を吸収することができる。
【００８４】
また、吐出口−基板間距離を極力小さくすることができるので、着液精度を向上させることができ、さらにステージの移動速度を速くすることができるため、製造タクトが向上する。
【００８５】
これらにより、大面積基板の全面において、良好な素子特性を有する電子源基板を歩留まり良く、かつ低コストで作製することが可能となる。
【００８６】
更に、かかる電子源を用いた画像形成装置においては、低電流で明るい高品位な画像形成装置、例えばカラーフラットテレビが実現される。
【００８７】
次に、第２の実施態様について以下に詳述する。
【００８８】
本実施態様においても前述した第１の実施態様と同様に上述の１）〜３）の工程で作成された基板１に液滴付与装置を用いて、導電性膜４を形成する材料を含有する溶液の液滴を、各素子電極２，３間に付与し、３００℃〜４００℃で焼成することにより、上記の各素子電極２，３間に導電性膜４を形成する。
【００８９】
図７は、本実施態様における電子源の製造装置の概略図、図８は、導電性膜の形成工程フローチャート、図９は、図７における液滴付与装置およびその上下駆動機構の概略構成図である。
【００９０】
図７および図９において、１は素子電極２，３と同電極ヘ電圧を印加する配線（不図示）が形成された基板、１８は液滴付与装置、２０は液滴付与装置の上下駆動機構、１２は液滴、２４は基板１と液滴付与装置１８間の距離測定装置、２５はＸＹ方向走査機構を具備したステージ、２６はステージ位置検出機構、２８は液滴付与装置１８の制御・駆動機構、２９は制御コンピュータである。
【００９１】
液滴付与装置１８及び付与する溶液としては、前述の第１の実施態様と同様のものを用いることができる。
【００９２】
基板１はステージ２５上に固定され、ステージに具備したＸＹ方向走査機構によってＸＹ方向に走査される。ステージ２５の絶対位置は位置検出機構２６により検出される。
【００９３】
上記の装置を用い、ステージ２５上に固定した基板１をＸＹ方向に連続的に走査し、基板１が所望の位置に達した所で液滴１２を液滴付与装置１８により吐出する事によって素子電極２、３上の所望の位置に液滴１２を付与し、それから焼成等を経て導電性膜４を形成する。しかし、第１の実施態様にて前述したように、基板１は基板が元々持っている厚みむらや作製工程におけるひずみ等によって厚さに分布を持っていたり、またステージ２５自身の平面性や、ＸＹ方向に走査したときの平行度も一定ではないので、基板の場所によって液滴付与装置１８と基板１間の距離が変化するために設計値通りの位置に液滴付与ができず、歩留まりが低下する。
【００９４】
そこで、本実施態様においては図７に示した装置を用い、図８に示す手順によって基板全表面の厚さ方向の位置を算出し、この位置情報に応じて液滴付与装置１８と基板１間の間隔を一定化することによって、すべての素子（電極対）について最適な位置に液滴を付与し、もって歩留まりの向上を図っている。その手順を以下に説明する。
【００９５】
あらかじめ液滴付与装置１８のノズルの先端面と基板１とのｚ方向の位置関係を定めるために、全ての素子電極対に対してではなく、一部の特定の素子電極対における液滴を付与する箇所について、その基板厚み方向（ｚ方向）の位置の検出を行う。位置（距離）の検出手法としては、レーザ測長器などによる光学的な手法を用いることができる。この位置検出がされる電極対は、同じ基板上にある位置を直接検出しないその他の電極対の液滴付与箇所の厚み方向（ｚ方向）の位置を算出するに十分であれば何箇所でも良いし、任意の場所で構わない。本実施態様では、基板の四隅を占める４対の素子電極の各々の電極対の間の点と、その４対の中間にある２対の素子電極の各々の電極対間の点で構成される計１６点についてそのｚ方向の位置を求める。
【００９６】
このようにして求めた基板上の１６点の厚み方向の位置情報を制御コンピュータ２９に入力し、１６点間を直線（一次曲線）で補完することによってそれらの間にあるすベての素子電極対間の基板厚み方向（ｚ方向）の位置を求める。また必要であれば多次曲線による補完も可能となっている。
【００９７】
補完時の曲線の形状および補完に必要な位置を検出する電極対の数については、基板ごとに適宜変更する機能を有しており、歩留まり、作製時間等を考慮して必要な素子電極対数、補完方法を選択することができる。
【００９８】
このようにして算出した基板表面の厚み方向の位置と、あらかじめ求めた液滴付与装置１８のノズル先端面の位置を元に、液滴付与装置と基板間の距離を算出し、その距離を一定に保持しながらステージ２５上に固定された基板１を連続的にＸＹ方向に走査し、基板１上の所望の各電極対間の位置に液滴１２を付与する。
【００９９】
尚、距離測定装置２４としてはレーザ干渉計のような光学的なもの、ＣＣＤカメラと顕微鏡を組み合わせたフォーカス式のものに代表される非接触的な手法や、ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ方式に代表される接触的なもの等で対応でき、それぞれ市販の装置で実現可能である。
【０１００】
この後、液滴を付与した基板１を３００〜４００℃で焼成することによって、各電極対間に導電性膜４を形成する。
【０１０１】
次に、前述の第１の実施態様と同様の通電フォーミングと呼ばれる素子電極２、３間に不図示の電源により通電する事によって、導電性膜４の一部に電子放出部を形成する亀裂５を形成する。
【０１０２】
そして通電フォーミングを終了した素子に、好ましくは、これも前述の第１の実施態様と同様の活性化処理を施し、炭素あるいは炭素化合物を導電性膜上に堆積させる。
【０１０３】
更に、以降の工程についても前述した第１の実施態様と同様である。
【０１０４】
以上説明したように、本実施態様による電子源基板の製造装置および製造手法によれば、従来と比して電子源基板の製造工程数の低減および歩留まりの向上、コストの低減を実現することができる。
【０１０５】
尚、以上述べた、第１及び第２の実施態様における、基板の厚さ方向における基板表面の位置の算出は、各基板毎に行われる必要はなく、複数枚の基板毎、あるいは、基板の種類や基板上に予め形成される部材の形成方法の変更毎に行われることが望ましい。
【０１０６】
以上の製造方法により作成される、複数の電子放出素子が、複数の列方向配線と複数の行方向配線とでマトリクス配線された電子源を用いて構成した画像形成装置の例について、図１０と図１１及び図１２を用いて説明する。
【０１０７】
図１０は、画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、図１１は、図１０の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図である。図１２は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブロック図である。
【０１０８】
図１０において、７１は上述の電子放出素子を複数配した電子源基板、８１は電子源基板７１を固定したリアプレート、８６はガラス基板８３の内面に蛍光膜８４とメタルバック８５等が形成されたフェースプレートである。８２は支持枠であり、該支持枠８２には、リアプレート８１、フェースプレート８６がフリットガラス等を用いて接続されている。８８は外囲器であり、例えば大気中あるいは窒素中で、４００〜５００℃の温度範囲で１０分間以上焼成することで、封着して構成される。
【０１０９】
７４は、図１または図２に示したような電子放出素子である。７２，７３は、表面伝導型電子放出素子の一対の素子電極と接続された行方向配線及び列方向配線である。
【０１１０】
外囲器８８は、上述の如く、フェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート８１で構成される。リアプレート８１は主に基板７１の強度を補強する目的で設けられるため、基板７１自体で十分な強度を持つ場合は別体のリアプレート８１は不要とすることができる。即ち、基板７１に直接支持枠８２を封着し、フェースプレート８６、支持枠８２及び基板７１で外囲器８８を構成してもよい。一方、フェースプレート８６とリアプレート８１の間に、スペーサーと呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器８８を構成することもできる。
【０１１１】
図１１は、蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜８４は、モノクロームの場合は蛍光体のみで構成することができる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列により、ブラックストライプ（図１１（ａ））あるいはブラックマトリクス（図１１（ｂ））等と呼ばれる黒色導電材９１と蛍光体９２とから構成することができる。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体９２間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすることと、蛍光膜８４における外光反射によるコントラストの低下を抑制することにある。黒色導電材９１の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材料を用いることができる。
【０１１２】
ガラス基板８３に蛍光体を塗布する方法は、モノクローム、カラーによらず、沈澱法や印刷法等が採用できる。蛍光膜８４の内面側には、通常メタルバック８５が設けられる。メタルバックを設ける目的は、蛍光体の発光のうち内面側への光をフェースプレート８６側へ鏡面反射することにより輝度を向上させること、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用させること、外囲器内で発生した負イオンの衝突によるダメージから蛍光体を保護すること等である。メタルバックは、蛍光膜作製後、蛍光膜の内面側表面の平滑化処理（通常、「フィルミング」と呼ばれる。）を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させることで作製できる。
【０１１３】
フェースプレート８６には、更に蛍光膜８４の導電性を高めるため、蛍光膜８４の外面側に透明電極（不図示）を設けてもよい。
【０１１４】
前述の封着を行う際、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子とを対応させる必要があり、十分な位置合わせが不可欠となる。
【０１１５】
図１０に示した画像形成装置は、例えば以下のようにして製造される。
【０１１６】
外囲器８８内は、適宜加熱しなから、イオンポンプ、ソープションポンプ等のオイルを使用しない排気装置により不図示の排気管を通じて排気し、１０-5Ｐａ程度の真空度の有機物質の十分に少ない雰囲気にした後、封止が成される。外囲器８８の封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行うこともできる。
【０１１７】
これは、外囲器８８の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加熱あるいは高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器８８内の所定の位置に配置されたゲッター（不図示）を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。ゲッターは通常Ｂａ等が主成分であり、該蒸着膜の吸着作用により、例えば１×１０-5Ｐａ以上の真空度を維持するものである。ここで、電子放出素子のフォーミング処理以降の工程は適宜設定できる。
【０１１８】
次に、単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した表示パネルに、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン表示を行う為の駆動回路の構成例について、図１２を用いて説明する。図１２において、１０１は画像表示パネル、１０２は走査回路、１０３は制御回路、１０４はシフトレジスタ、１０５はラインメモリ、１０６は同期信号分離回路、１０７は変調信号発生器、Ｖｘ及びＶａは直流電圧源である。
【０１１９】
表示パネル１０１は、端子Ｄox1乃至Ｄoxm、端子Ｄoy1乃至Ｄoyn及び高圧端子８７を介して外部の電気回路と接続している。端子Ｄox1乃至Ｄoxmには、表示パネル１０１内に設けられている電子源、即ち、ｍ行ｎ列の行列状にマトリクス配線された電子放出素子群を１行（ｎ素子）づつ順次駆動する為の走査信号が印加される。端子Ｄoy1乃至Ｄoynには、前記走査信号により選択された１行の電子放出素子の各素子の出力電子ビームを制御する為の変調信号が印加される。高圧端子８７には、直流電圧源Ｖａより、例えば１０ｋＶの直流電圧が供給されるが、これは電子放出素子から放出される電子ビームに、蛍光体を励起するのに十分なエネルギーを付与する為の加速電圧である。
【０１２０】
走査回路１０２について説明する。同回路は、内部にｍ個のスイッチング素子（図中、Ｓ1乃至Ｓmで模式的に示している）を備えたものである。各スイッチング素子は、直流電圧電源Ｖｘの出力電圧もしくは０［Ｖ］（グランドレベル）のいずれか一方を選択し、表示パネル１０１の端子Ｄox1乃至Ｄoxmと電気的に接続される。各スイッチング素子Ｓ1乃至Ｓmは、制御回路１０３が出力する制御信号Ｔscanに基づいて動作するものであり、例えばＦＥＴのようなスイッチング素子を組み合わせることにより構成することができる。
【０１２１】
直流電圧源Ｖｘは、本例の場合には電子放出素子の特性（電子放出閾値電圧）に基づき、走査されていない素子に印加される駆動電圧が電子放出閾値電圧以下となるような一定電圧を出力するよう設定されている。
【０１２２】
制御回路１０３は、外部より入力される画像信号に基づいて適切な表示が行われるように、各部の動作を整合させる機能を有する。制御回路１０３は、同期信号分離回路１０６より送られる同期信号Ｔsyncに基づいて、各部に対してＴscan，Ｔsft及びＴmryの各制御信号を発生する。
【０１２３】
同期信号分離回路１０６は、外部から入力されるＮＴＳＣ方式のテレビ信号から、同期信号成分と輝度信号成分とを分離するための回路で、一般的な周波数分離（フィルター）回路等を用いて構成できる。同期信号分離回路１０６により分離された同期信号は、垂直同期信号と水平同期信号より成るが、ここでは説明の便宜上Ｔsync信号として図示した。前記テレビ信号から分離された画像の輝度信号成分は、便宜上ＤＡＴＡ信号と表した。このＤＡＴＡ信号は、シフトレジスタ１０４に入力される。
【０１２４】
シフトレジスタ１０４は、時系列的にシリアルに入力される前記ＤＡＴＡ信号を、画像の１ライン毎にシリアル／パラレル変換するためのもので、前記制御回路１０３より送られる制御信号Ｔsftに基づいて動作する（即ち、制御信号Ｔsftは、シフトレジスタ１０４のシフトクロックであると言い換えてもよい。）。
【０１２５】
シリアル／パラレル変換された画像１ライン分のデータ（電子放出素子ｎ素子分の駆動データに相当）は、Ｉd1乃至Ｉdnのｎ固の並列信号として前記シフトレジスタ１０４より出力される。
【０１２６】
ラインメモリ１０５は、画像１ライン分のデータを必要時間の間だけ記憶する為の記憶装置であり、制御回路１０３より送られる制御信号Ｔmryに従って適宜Ｉd1乃至Ｉdnの内容を記憶する。記憶された内容は、Ｉd'1乃至Ｉd'nとして出力され、変調信号発生器１０７に入力される。
【０１２７】
変調信号発生器１０７は、画像データＩd'1乃至Ｉd'nの各々に応じて、電子放出素子の各々を適切に駆動変調する為の信号源であり、その出力信号は、端子Ｄoy1乃至Ｄoynを通じて表示パネル１０１内の電子放出素子に印加される。
【０１２８】
また、入力信号に応じて電子放出素子を変調する方式としては、電圧変調方式とパルス幅変調方式等が採用できる。電圧変調方式を実施するに際しては、変調信号発生器１０７としては、一定長さの電圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの波高値を変調できるような電圧変調方式の回路を用いることができる。パルス幅変調方式を実施するに際しては、変調信号発生器１０７として、一定の波高値の電圧パルスを発生し、入力されるデータに応じて適宜電圧パルスの幅を変調するようなパルス幅変調方式の回路を用いることができる。
【０１２９】
シフトレジスタ１０４やラインメモリ１０５は、デジタル信号式のものでもアナログ信号式のものでも採用できる。画像信号のシリアル／パラレル変換や記憶が所定の速度で行なわれれば良いからである。
【０１３０】
デジタル信号式を用いる場合には、同期信号分離回路１０６の出力信号ＤＡＴＡをデジタル信号化する必要があるが、これには同期信号分離回路１０６の出力部にＡ／Ｄ変換器を設ければ良い。これに関連してラインメモリ１０５の出力信号がデジタル信号かアナログ信号かにより、変調信号発生器１０７に用いられる回路が若干異なったものとなる。即ち、デジタル信号を用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、例えばＤ／Ａ変換回路を用い、必要に応じて増幅回路等を付加する。パルス幅変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、例えば高速の発振器及び発振器の出力する波数を計数する計数器（カウンタ）及び計数器の出力値と前記メモリの出力値を比較する比較器（コンパレータ）を組み合わせた回路を用いる。必要に応じて、比較器の出力するパルス幅変調された変調信号を電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。
【０１３１】
アナログ信号を用いた電圧変調方式の場合、変調信号発生器１０７には、例えばオペアンプ等を用いた増幅回路を採用でき、必要に応じてレベルシフト回路等を付加することもできる。パルス幅変調方式の場合には、例えば電圧制御型発振回路（ＶＣＯ）を採用でき、必要に応じて電子放出素子の駆動電圧にまで電圧増幅するための増幅器を付加することもできる。
【０１３２】
このような構成をとり得る画像形成装置においては、各電子放出素子に、容器外端子Ｄox1乃至Ｄoxm、Ｄoy1乃至Ｄoynを介して電圧を印加することにより、電子放出が生じる。高圧端子８７を介してメタルバック８５あるいは透明電極（不図示）に高圧を印加し、電子ビームを加速する。加速された電子は、蛍光膜８４に衝突し、発光が生じて画像が形成される。
【０１３３】
ここで述べた画像形成装置の構成は、本発明を適用可能な画像形成装置の一例であり、種々の変形が可能である。入力信号についてはＮＴＳＣ方式を挙げたが、入力信号はこれに限られるものではなく、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ方式等の他、これらよりも多数の走査線からなるＴＶ信号（例えば、ＭＵＳＥ方式をはじめとする高品位ＴＶ）方式をも採用できる。
【０１３４】
また、前述した電子源の製造方法によれば、第１及び第２の実施態様で述べたマトリクス配線の電子源に限らず、以下に述べる梯子型配置の電子源をも作成することができる。この梯子型配置の電子源及びこれを用いた画像形成装置について、図１３及び図１４を用いて説明する。
【０１３５】
図１３は、梯子型配置の電子源の一例を示す模式図である。図１３において、１１０は電子源基板、１１１は電子放出素子である。１１２は、電子放出素子１１１を接続するための共通配線Ｄx1〜Ｄx10であり、これらは外部端子として引き出されている。電子放出素子１１１は、基板１１０上に、Ｘ方向に並列に複数個配置されている（これを素子行と呼ぶ）。この素子行が複数個配置されて、電子源を構成している。各素子行の共通配線間に駆動電圧を印加することで、各素子行を独立に駆動させることができる。即ち、電子ビームを放出させたい素子行には、電子放出閾値以上の電圧を印加し、電子ビームを放出させたくない素子行には、電子放出閾値以下の電圧を印加する。各素子行間に位置する共通配線Ｄx2〜Ｄx9は、例えばＤx2とＤx3、Ｄx4とＤx5、Ｄx6とＤx7、Ｄx8とＤx9とを夫々一体の同一配線とすることもできる。
【０１３６】
図１４は、梯子型配置の電子源を備えた画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図である。１２０はグリッド電極、１２１は電子が通過するための開口、Ｄox1乃至Ｄoxmは容器外端子、Ｇ1乃至Ｇnはグリッド電極１２０と接続された容器外端子である。１１０は各素子行間の共通配線を同一配線とした電子源基板である。図１４においては、図１０、図１３に示した部位と同じ部位には、これらの図に付したのと同一の符号を付している。ここに示した画像形成装置と、図１０に示した単純マトリクス配置の画像形成装置との大きな違いは、電子源基板１１０とフェースプレート８６の間にグリッド電極１２０を備えているか否かである。
【０１３７】
図１４においては、基板１１０とフェースプレート８６の間には、グリッド電極１２０が設けられている。グリッド電極１２０は、電子放出素子１１１から放出された電子ビームを変調するためのものであり、梯子型配置の素子行と直交して設けられたストライプ状の電極に電子ビームを通過させるため、各素子に対応して１個ずつ円形の開口１２１が設けられている。グリッド電極の形状や配置位置は、図１４に示したものに限定されるものではない。例えば、開口としてメッシュ状に多数の通過口を設けることもでき、グリッド電極を電子放出素子の周囲や近傍に設けることもできる。
【０１３８】
容器外端子Ｄox1乃至Ｄoxm及びグリッド容器外端子Ｇ1乃至Ｇnは、不図示の制御回路と電気的に接続されている。
【０１３９】
本例の画像形成装置では、素子行を１列ずつ順次駆動（走査）して行くのと同期してグリッド電極列に画像１ライン分の変調信号を同時に印加する。これにより、各電子ビームの蛍光体への照射を制御し、画像を１ラインずつ表示することができる。
【０１４０】
以上説明した画像形成装置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリンターとしての画像形成装置等としても用いることができる。
【０１４１】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の置換や設計変更がなされたものをも包含する。
【０１４２】
［実施例１］
本実施例に係る電子放出素子の基本的な構成は図１と、かかる電子放出素子を複数備える電子源の基本的な構成は図３と同様である。また、本実施例における電子源の製造方法は、基本的には図４と同様である。
【０１４３】
マトリクス状に配線および素子電極を形成した基板を用い、多数の表面伝導型電子放出素子を有する電子源基板を作製した。
【０１４４】
以下に、図３及び図４を参照しながら説明する。
【０１４５】
工程−ａ
絶縁基板１として９００×６００（ｍｍ）の青板ガラス基板を用い、これを有機溶剤等により充分に洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板１上に真空成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用いてＰｔからなる素子電極２、３を形成した。このときのＰｔの厚みは２００Å、素子電極２、３間の距離は２０μｍとした。
【０１４６】
工程−ｂ
次に真空成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用いて、Ｎｉからなる列方向配線１１を形成した。列方向配線１１の幅は３００μｍ、その厚さは５００Åとした。さらに、真空成膜技術とフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁膜６を列方向配線１１上に形成した。絶縁膜６の厚さは５０００Åとした。そして、真空成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用いて、Ａｕからなる行方向配線１０を形成した。行方向配線１０の幅は２００μｍ、その厚さは５０００Åとした。
【０１４７】
工程−ｃ
該基板を図４に示す液滴付与装置のステージ８に吸着し、距離測定センサー９を用いて、基板全面において吐出口−基板間距離Ｄを測定したところ、基板全面での吐出口−基板間距離Ｄの変動は２００μｍであった。
【０１４８】
工程−ｄ
吐出口−基板間距離Ｄの基本値を３００μｍに設定し、基板全面における変動値をヘッド部に取り付けたピエゾ素子によってヘッド７を上下に動かしてＤを一定に保ちながら、導電性膜４を形成する材料を含有する溶液の液滴１２を付与した。
【０１４９】
溶液としては、有機パラジウム含有溶液（酢酸Ｐｄ−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、イソプロピルアルコール２０％、エチレングリコール１．０％、ポリビニルアルコール０．０５％の水溶液）を使用した。
【０１５０】
このときのステージ８のスキャンスピードは５００ｍｍ／ｓｅｃとした。液滴の吐出速度は、約１０ｍ／ｓｅｃだった。
【０１５１】
工程−ｅ
さらに、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、膜厚１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる導電性膜４を形成した。
【０１５２】
工程−ｆ
そして、素子電極２，３の間に電圧を印加し、導電性膜４を通電処理（通電フォーミング）することにより、該導電性膜４に亀裂５を形成した。
【０１５３】
工程−ｇ
こうして作製された電子源基板を用いて、図１０に示すようにフェースプレート８６、支持枠８２およびリアプレート８１で外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図１２に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。
【０１５４】
本実施例の製造方法により作製した電子放出素子は、導電性膜の着液位置精度が優れているため、フォーミング前の素子電極２，３間の導電性膜の形状及び抵抗値のばらつきが小さい。
【０１５５】
このため、導電性膜に均一に電流が流れ、亀裂が一様に形成され、また電子放出素子にも均一に電流が流れ素子特性のばらつきは少なく、良好な画像形成装置を歩留まりよく得ることができた。
【０１５６】
［実施例２］
実施例２では、吐出口−基板間距離Ｄの基本値を５０μｍに設定した以外は、実施例１と同様の方法で行った。
【０１５７】
ヘッド７を上下することでＤを一定に保てるので、吐出口を基板に極力近づけることが可能になる。このため、着液精度が更に高くなり、実施例１よりも更に均一な素子特性を持つ、良好な画像形成装置を歩留まりよく得ることができた。
【０１５８】
［実施例３］
実施例１と同様の方法で、吐出口−基板間距離の変動の補正方式を、Ｄの変動情報に基づき、吐出のタイミングを変えることで着液位置を制御した。
【０１５９】
その後、実施例１と同じ手法にて電子源基板を作製し、フェースプレート８６、支持枠８２およびリアプレート８１で外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図１２に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。
【０１６０】
その結果、実施例１と同様に、均一な素子電極を作製することができ、良好な画像形成装置を得ることができた。
【０１６１】
［実施例４］
実施例４では、マトリクス状に配線された基板（図３（ａ））をスクリーン印刷法で形成した以外は、実施例１と同様に表面伝導型電子放出素子を作製して電子源基板を得た。得られた電子源基板を用いて、実施例１と同様の方法でフェースプレート８６、支持枠８２およびリアプレート８１で外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図１２に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。
【０１６２】
その結果、実施例１と同様に、良好な画像形成装置を得ることができた。
【０１６３】
［実施例５］
図１５は、本発明の電子放出素子を有する電子源基板の他の製造方法を示す図である。図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）はＡ−Ａ’線断面図である。
【０１６４】
図１５において、以下の製造方法により、導電性膜４の他に素子電極２、３を作製した。
【０１６５】
工程−ａ
絶縁基板１として９００×６００（ｍｍ）の青板ガラス基板を用い、これを有機溶剤等により充分に洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板１上にスクリーン印刷法を用いてＮｉからなる列方向配線１１を形成した。列方向配線１１の幅は３００μｍ、その厚さは５００Åとした。さらに、厚さ５０００Åの絶縁膜６を列方向配線１１上に形成した後、同様にＡｕからなる行方向配線１０を形成した。行方向配線１０の幅は２００μｍ、その厚さは５０００Åとした。
【０１６６】
工程−ｂ
該基板を図４に示す液滴付与装置のステージ８に吸着し、距離測定センサー９を用いて、基板全面において吐出口−基板間距離Ｄを測定したところ、基板全面での吐出口−基板間距離Ｄの変動は２００μｍであった。
【０１６７】
工程−ｃ
吐出口−基板間距離Ｄの基本値を３００μｍに設定し、基板全面での変動値をヘッド７に取り付けたピエゾ素子によってヘッド７を上下に動かしてＤを一定に保ちながら、導電性膜４を形成する材料を含有する溶液の液滴１２を付与した。
【０１６８】
溶液としては、有機パラジウム含有溶液（酢酸Ｐｄ−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、イソプロピルアルコール２０％、エチレングリコール１．０％、ポリビニルアルコール０．０５％の水溶液）を使用した。
【０１６９】
このときのステージ８のスキャンスピードは５００ｍｍ／ｓｅｃとした。液滴の吐出速度は、約１０ｍ／ｓｅｃであった。
【０１７０】
工程−ｄ
さらに１００℃で５分間の加熱処理を行った。
【０１７１】
工程−ｅ
次に、同様に吐出口−基板間距離Ｄの基本値を３００μｍに設定し、基板全面での変動値をヘッド部に取り付けたピエゾ素子によってヘッド７を上下に動かしてＤを一定に保ちながら、該基板上に有機白金含有溶液（酢酸白金−モノエタノールアミン錯体０．４ｗｔ％、イソプロピルアルコール２０％、水８０％）を用い、素子電極２を列方向配線１１に接続するように形成した後、続いて、この素子電極２から１２０μｍずらした位置に行方向配線１０と接続するように素子電極３を形成した。
【０１７２】
さらに、３００℃で１０分間の加熱処理を行って、膜厚１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）微粒子からなる導電性膜４、及びＰｔからなる素子電極２，３を形成した。素子電極２，３はギャップ間隔Ｌを２０μｍ、素子電極の幅Ｗを３１０μｍ、その厚さを３００Åに制御した。
【０１７３】
工程−ｇ
そして、素子電極２，３の間に電圧を印加し、導電性膜４を通電処理（通電フォーミング）することにより、該導電性膜４に亀裂５を形成した。
【０１７４】
こうして作製された電子源基板を用いて、図１０に示すようにフェースプレート８６、支持枠８２およびリアプレート８１で外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらには図１２に示すようなＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。
【０１７５】
その結果、実施例１と同様の良好な画像形成装置を得ることができた。
【０１７６】
［実施例６］
図７は本実施例で用いた電子源基板の作製装置の模式図である。図９は図７中の液滴付与装置を拡大して示した概略構成図である。また、図１６は本実施例による電子源基板の作製過程を示す模式図である。以下、この装置構成及びこの装置を用いた電子源基板の作製方法について説明する。
【０１７７】
まず図７において、２５は電子源が形成される基板１を固定搭載するステージである。ステージ２５は、Ｘ、Ｙ方向に移動させるＸＹ方向走査機構と連結しており、ステージ走査コントローラ２６からの信号に沿って動く。基板１上に作製する、複数の表面伝導型電子放出素子を備える電子源は、図３のものと同じ構成であり、表面伝導型電子放出素子としては図１に示したのと同様、素子電極２、３、導電性膜４を備えている。
【０１７８】
基板１上方には距離測定装置２４が設置されており、さらに液滴付与装置１８が位置している。本実施例においては、液滴付与装置１８はＸＹ平面方向においては本体装置に固定されており、この液滴付与装置１８と対面する基板１をＸＹ方向走査機構に連結したステージ２５により任意の位置に移動させることにより、液滴付与装置１８と基板１とのＸＹ方向相対移動が実現される。
【０１７９】
一方、液滴付与装置１８の液滴を吐出するノズル先端面と、距離測定装置２４のレーザ出射孔のｚ方向の相対位置は、装置設計時に求めてある。
【０１８０】
距離測定装置２４としてはレーザ干渉型のものを用いて、基板１からの反射光をもとに距離測定装置のレーザ出射孔とその直下の基板１との絶対距離を測定する。
【０１８１】
つぎに図９により液滴付与装置１８の構成を説明する。基板１に液滴１２を付与する液滴付与装置１８は、へッドアライメント上下微動機構２０を介して本体装置に接続されており、その上下方向（ｚ方向）に精密に移動させることができるようになっている。上下微動機構２０はｚ方向に駆動される圧電素子と、圧電素子の変位を拡大させる機構とによって構成されており、その方向について精密な移動が可能となっている。また、変位拡大機構によって２００μｍ程度のストロークを持たせてある。
【０１８２】
また、液滴付与装置１８の駆動は制御・駆動装置２８によって制御することにより、任意のタイミングで液滴付与装置１８より液滴を吐出させることができ、この液滴付与装置制御・駆動装置は制御用コンピュータ２９によってコントロールされている。なお、液滴付与装置としてはピエゾジェット方式のものを用いている。
【０１８３】
図７〜９、図１６〜１８を参照して本装置を用いた電子源基板の作製方法について説明する。
【０１８４】
絶縁性基板１を充分に洗浄後、１２０℃で乾燥させた。該基板１上に、真空成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用いて、Ｐｔからなる電極ギャップが２０μｍの一対の素子電極２、３を行列状に複数形成した。その後にスクリーン印刷法により、素子電極に電圧を付加するための行方向配線１０、列方向配線１１及び絶縁層６を形成した（図１８参照）。
【０１８５】
図７、図１７（ａ）にあるように、ステージ２５上に固定された基板１をＸＹ方向に連続的に走査し基板１が所望の位置に到達した所で液滴１２をインクジェット１８から吐出することによって、素子電極２、３上の所望の位置に導電性膜となる液滴１２を付与する。その際に、液滴１２が吐出されるノズル先端面と、液滴が付与される基板との間隔が異なると、吐出開始から基板に液滴が到着する時間が異なるため、基板への着弾位置が図１７（ａ）に示したようにずれる。
【０１８６】
また、図１７（ｂ）にあるように、液滴付与装置１８の作製誤差、装置取り付け時の誤差により、鉛直方向に対して不確定なる角度θをもって吐出されると、液滴９が吐出されるノズル先端面と液滴が付与される基板との間隔によって、基板上での着弾位置がずれる。
【０１８７】
液滴を付与する際、基板１が設計値通り一定の厚さであり、ステージ２５の平面性や、ステージ２５を走査させた時の平行度が保たれた場合（図１８（ａ））、基板の載ったテーブル２５をＸＹ走査機構により一定スピードで走査し、それに同期して液滴付与装置制御・駆動機構２８によって液滴を一定周期にて吐出させることによって、基板１全面で所定の位置に付与する事ができる（図１８（ｂ））。
【０１８８】
しかし、実際には基板１がはじめから厚さの分布を持っていたり、基板の作製過程において、基板全体が熱等によって変形を起こすなどして、図１８（ｃ）に示すように基板の各場所について厚みが設計されたものとは異なって作製される場合がほとんどである。また、ステージの平面性、走査の平行度もしばしば保証されない場合が多い。特に基板厚みの分布については基板内および各基板間で異なっている。このような基板上に前述と同じ方法で設計値通りに液滴１２を付与すると、その場所におけるヘッド−基板間距離に応じて液滴の着弾位置が異なるため、設計値通りに液滴が付与されないため導電性膜が設計値通り形成されず、それが欠陥となり電子源基板として十分機能しなくなる（図１８（ｄ））。このようなことは歩留まりの低下の原因となっていた。
【０１８９】
本実施例は以上のような問題点を以下に示す手順によって解決している。それを図８のフローチャートおよび図１６に従って説明する。
【０１９０】
工程１）．図１６（ａ）に示したような厚み分布を持つ基板１上の指定された座標にある素子電極対について、装置内に固定された距離測定装置２４と電子放出部が形成される導電性膜を形成する個所２７とのｚ方向の距離を検出する（図１６（ａ））。距離を検出する手法は色々あるが、ここではレーザ干渉計を具備したキーエンス社製ＣＳ−９０２ａを用いた。
【０１９１】
工程２）．上記工程１）に示した手法にて、基板上のすべての指定箇所のｚ方向の位置を検出する。工程１）、２）において位置情報を求める素子電極対の位置および数については、図７に示すように基板の四隅を占める４点を含み、Ｘ方向にほぼ等間隔に４点、Ｙ方向にほぼ等間隔に４点で、計４×４＝１６点とした。
【０１９２】
工程３）．上記工程１）、２）で求めた位置情報から、隣接する素子電極対間を直線で結んだトポロジ図を作成する（図１６（ｂ））。そして、基板１上のｚ方向位置を検出していないその他の素子電極対が、そのトポロジ図によって表現される位置にあるものと仮定し、すべての電極対のｚ方向の位置を求める。
【０１９３】
工程４）．液滴付与装置１８から吐出される液滴の基板１上での着弾位置のアライメントの後、ＸＹ走査機構とインクジェット制御・駆動機構とを同期させて連続的に走査し、液滴１２を基板に付与する。その際、図１６（ｂ）で求めた基板上の全素子電極対のｚ方向の位置情報をヘッド上下機構２０に送り、常にノズル先端面と検出または算出した基板面の付与位置との間隔ｄが一定になるようにヘッドを上下させる。
【０１９４】
このようにして、導電性膜を形成する材料を含有した液滴を電極対毎に計４回ずつ付与し、さらに３００℃で１０分間加熱して、膜厚１００Åの酸化パラジウム（ＰｄＯ）からなる薄膜を形成し導電性膜とした。
【０１９５】
さらに電極対２、３の間に電圧を印加して、導電性膜４を通電処理（通電フォーミング）することにより、該導電性膜に亀裂５を形成した。
【０１９６】
こうして作製された電子源基板を用いて、図１０に示すようにフェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート８１とで外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらにはＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。
【０１９７】
本実施例の製造方法により以上の如く作製した電子放出素子は良好な特性を示したばかりか、導電性膜が基板内で均一かつ良好に形成された。また本実施例により、上記１６点の位置情報およびその間を直線で連結するという非常に短い工程時間の追加のみにより、フォトリソグラフィ法で作成されたのと同程度の、素子特性のばらつきの小さい、良好な画像形成装置を歩留まりよく得ることができた。
【０１９８】
本実施例にて説明した装置においては、トポロジ図を求める点数は基板の変形状態に応じて任意の個数に対応できるようにしてある。本実施例では図１６（ｂ）に示すトポロジ図を求めるのに１６点を基準にしたが、その点数を増やすことによって実際の基板の変形量を正確にあらわすことができ、歩留まりを更に向上させることもできた。
【０１９９】
［実施例７］
第７の実施例における表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法について図１５を用いて説明する。本実施例は、素子電極２、３を同電極を形成する材料を含む液滴を基板上に付与することによって作製すること以外は、実施例６と全く同一である。
【０２００】
本実施例のように素子電極２、３をも液滴を付与して形成する手法によれば、より低コストな電子源基板を提供することができる。さらに本実施例においては実施例６同様の液滴付与装置を用いることにより、厚みむらのある基板上にでも液滴を所望の位置に付与することができる。得られた電子源基板を用いて、実施例６と同様の方法でフェースプレート８６、支持枠８２、リアプレート８１とで外囲器８８を形成し、封止を行って表示パネル、さらにはＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づきテレビジョン表示を行うための駆動回路を有する画像形成装置を作製した。その結果、実施例６と同様の良好な画像形成装置を得ることができた。本実施例においても、より安定な画像形成装置を得ることが可能となった。
【０２０１】
［実施例８］
第８の実施例における表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法について説明する。本実施例は、距離測定装置をＣＣＤカメラと顕微鏡、画像処理装置を含めたオートフォーカス機能を持つ系で構成していること以外は、実施例６と全く同一である。
【０２０２】
図１９は本実施例の電子源製造装置の全体図、図２０は同装置の部分拡大図である。以下この装置構成およびこの装置を用いた電子源基板の作製方法について説明する。
【０２０３】
実施例６と同様な手法にて、指定された基準の素子電極対を顕微鏡２０１とＣＣＤカメラ２０２によって観察ができる位置に基板１を移動させる。次に、顕微鏡２０１とＣＣＤカメラ２０２をｚ方向に移動させ、ＣＣＤカメラ上に撮像された素子の像が最も鮮明になるようにフォーカシングする。この時の顕微鏡のｚ方向の位置を元に、指定された素子電極対間のｚ方向の位置を検出する。以後の工程については実施例６と全く同一である。
【０２０４】
本手法を用いれば、指定された素子電極間位置を高精度に検出でき、さらに基板表面の起伏による距離測定誤差を防ぐことができる。本実施例に示した装置を用いて電子源基板を作製することにより、実施例６と同様、歩留まりの向上を図ることができた。
【０２０５】
［実施例９］
第９の実施例に係る表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法について説明する。本実施例は、ヘッド−基板間距離の調整をステージ２５を上下させることによって実現していること以外は、実施例６と同様である。
【０２０６】
図２１は本実施例の作製装置の部分構成図である。以下この装置構成およびこの装置を用いた電子源基板の作製方法について説明する。
【０２０７】
実施例６と同様な手法にて、指定された素子電極対間の基準点のｚ方向の位置から基板１全表面のｚ方向の位置を算出した後、それをステージ２５の下に配置したステージ上下機構２０３に送ることによってステージ２５を上下させ、へッド−基板間距離の一定化を図っている。
【０２０８】
本手法を用いれば、へッドユニット１８を固定したまま基板１との距離を一定に保つことができるので、へッドを上下させる際の微妙な振動がへッドに伝わることがなく、液滴の吐出がより安定化される。本実施例においても実施例６同様、歩留まりの向上を図ることができた。
【０２０９】
［実施例１０］
第１０の実施例に係る表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法について説明する。本実施例は、へッド−基板間距離の調整をステージ２５全体をチルトさせることによって実現していること以外は、実施例６と同様である。
【０２１０】
図２２は本実施例の作製装置の部分構成図である。以下この装置構成およびこの装置を用いた電子源基板の作製方法について説明する。
【０２１１】
実施例６と同様な手法にて、指定された素子電極対間の基準点のｚ方向の位置から基板１全表面のｚ方向の位置を算出した場合、工程を最適化すると多くの場合は空間周波数の高い変形は比較的変形量が小さく、基板厚みのむらが作製精度に影響しない場合が多い。ただし、基板全面にわたる変形は無視できない量がほとんどの場合に観察され、その形は（ガラス基板の作製工程の特徴から）一次（直線）で表現される場合がある（図２２（ａ））。そのような場合、実施例６〜９のようにヘッドユニット１８やステージを上下するのではなく、図２２（ｂ）にあるようにステージを基板の変形に沿って傾けることによって、ヘッド−基板間距離の一定化を図ることができる。
【０２１２】
本手法を用いれば、へッドユニット１８、ステージ２５を固定したままヘッドユニット１８と基板１との距離を一定に保つことができるので、へッドを上下させる際の微妙な振動がへッドに伝わることがなく、液滴の吐出がより安定化され、さらに装置全体の規模を小さくすることができ、実施例６同様歩留まりの向上を図ることができた。
【０２１３】
［実施例１１］
第１１の実施例に係る表面伝導型電子放出素子を有する画像形成装置の製造方法について図２３を用いて説明する。本実施例は、基板上の液滴付与位置を求めるトポロジ図を基板の四隅の電極対間の位置情報と、その間の一点を二次曲線で連結することによって求めている。それ以外は実施例６と全く同様である。
【０２１４】
図２３のように基板の変形が多次の曲線でより有効に表現される場合は、トポロジ図における各点の連結は必ずしも直線で表現されるものではなく、本実施例のように多次曲線で表現したほうが実際の基板の変形量を正確にあらわす場合が少なくない。本実施例はこの連結を二次曲線で表現することにより、事前に画像処理によって位置を求める特定の素子電極対における液滴付与地点の点数を減らし、工程の短縮化を図っている。
【０２１５】
以下に本実施例の実施手順を示す。
【０２１６】
工程１）．上述の手法に従って、基板の四隅及びその各間の１点の計９点のＸＹＺ位置情報を検出する。それぞれの点を（ｘｍ，ｙｍ，ｚｎ（ｍ＝１〜３，ｎ＝１〜９））とする。
【０２１７】
工程２）．上記工程１）で測定した点の内隣接する三点の位置情報、ここでは（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ１，ｚ２）、（ｘ３，ｙ１，ｚ３）について、以下の式を満たすようなａ，ｂ，ｃを求める。
【０２１８】
ａ・ｘ１２＋ｂ・ｘ１＋ｃ＝ｚ１
ａ・ｘ２２＋ｂ・ｘ２＋ｃ＝ｚ２
ａ・ｘ３２＋ｂ・ｘ３＋ｃ＝ｚ３
【０２１９】
工程３）．上記のａ，ｂ，ｃ値を元に、工程２）で示した３点間の位置情報（ｘ，ｙ１，ｚ）を、
ａ・ｘ２＋ｂ・ｘ＋ｃ＝ｚ
を満たすように補完する。
【０２２０】
工程４）．上記工程２）、３）を隣接関係にある全ての点の間で行い、基板全表面の位置情報を得、トポロジ図を作成する。
【０２２１】
このように本実施例におけるトポロジ図の作成方法について、配線等の作製手法が変更されるたびに吟味し最適化する事によって、更なる歩留まりの向上、タクトの短縮を実現する事ができた。
【０２２２】
［実施例１２］
図２４は、以上述べた各実施例にて作成されたディスプレイパネル（図１０）に、例えばテレビジョン放送を初めとする種々の画像情報源より提供される画像情報を表示できるように構成した画像形成装置の一例を示す図である。
【０２２３】
図中２０５はディスプレイパネル、１００１はディスプレイパネルの駆動回路、１００２はディスプレイコントローラ、１００３はマルチプレクサ、１００４はデコーダ、１００５は入出力インターフェース回路、１００６はＣＰＵ、１００７は画像生成回路、１００８及び１００９及び１０１０は画像メモリーインターフェース回路、１０１１は画像入力インターフェース回路、１０１２及び１０１３はＴＶ信号受信回路、１０１４は入力部である。
【０２２４】
尚、本画像形成装置は、例えばテレビジョン信号のように、映像情報と音声情報の両方を含む信号を受信する場合には当然映像の表示と同時に音声を再生するものであるが、本発明の特徴と直接関係しない音声情報の受信、分離、再生、処理、記憶等に関する回路やスピーカ一等については説明を省略する。
【０２２５】
以下、画像信号の流れに沿って各部の機能を説明する。
【０２２６】
まず、ＴＶ信号受信回路１０１３は、例えば電波や空間光通信等のような無線伝送系を用いて伝送されるＴＶ信号を受信するための回路である。
【０２２７】
受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、例えばＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式等、いずれの方式でもよい。また、これらより更に多数の走査線よりなるＴＶ信号、例えばＭＵＳＥ方式を初めとする所謂高品位ＴＶは、大面積化や大画素数化に適した前記ディスプレイパネルの利点を生かすのに好適な信号源である。
【０２２８】
ＴＶ信号受信回路１０１３で受信されたＴＶ信号は、デコーダ１００４に出力される。
【０２２９】
ＴＶ信号受信回路１０１２は、例えば同軸ケーブルや光ファイバー等のような有線伝送系を用いて伝送されるＴＶ信号を受信するための回路である。前記ＴＶ信号受信回路１０１３と同様に、受信するＴＶ信号の方式は特に限られるものではなく、また本回路で受信されたＴＶ信号もデコーダ１００４に出力される。
【０２３０】
画像入力インターフェース回路１０１１は、例えばＴＶカメラや画像読み取りスキャナーなどの画像入力装置から供給される画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１００４に出力される。
【０２３１】
画像メモリーインターフェース回路１０１０は、ビデオテープレコーダー（以下ＶＴＲと略す）に記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１００４に出力される。
【０２３２】
画像メモリーインターフェース回路１００９は、ビデオディスクに記憶されている画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた画像信号はデコーダ１００４に出力される。
【０２３３】
画像メモリーインターフェース回路１００８は、静止画ディスクのように、静止画像データを記憶している装置から画像信号を取り込むための回路で、取り込まれた静止画像データはデコーダ１００４に入力される。
【０２３４】
入出力インターフェース回路１００５は、本表示装置と、外部のコンピュータもしくはコンピュータネットワークもしくはプリンターなどの出力装置とを接続するための回路である。画像データや文字・図形情報の入出力を行うのは勿論のこと、場合によっては本画像形成装置の備えるＣＰＵ１００６と外部との間で制御信号や数値データの入出力などを行うことも可能である。
【０２３５】
画像生成回路１００７は、前記入出力インターフェース回路１００５を介して外部から入力される画像データや文字・図形情報や、あるいはＣＰＵ１００６より出力される画像データや文字・図形情報に基づき、表示用画像データを生成するための回路である。本回路の内部には、例えば画像データや文字・図形情報を蓄積するための書き換え可能メモリーや、文字コードに対応する画像パターンが記憶されている読み出し専用メモリーや、画像処理を行うためのプロセッサー等を初めとして、画像の生成に必要な回路が組み込まれている。
【０２３６】
本回路により生成された表示用画像データは、デコーダ１００４に出力されるが、場合によっては前記入出力インターフェース回路１００５を介して外部のコンピュータネットワークやプリンターに出力することも可能である。
【０２３７】
ＣＰＵ１００６は、主として本表示装置の動作制御や、表示画像の生成や選択や編集に関わる作業を行う。
【０２３８】
例えば、マルチプレクサ１００３に制御信号を出力し、ディスプレイパネルに表示する画像信号を適宜選択したり組み合わせたりする。その際には表示する画像信号に応じてディスプレイパネルコントローラ１００２に対して制御信号を発生し、画面表示周波数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレースか）や一画面の走査線の数など表示装置の動作を適宜制御する。また、前記画像生成回路１００７に対して画像データや文字・図形情報を直接出力したり、あるいは前記入出力インターフェース回路１００５を介して外部のコンピュータやメモリーをアクセスして画像データや文字・図形情報を入力する。
【０２３９】
尚、ＣＰＵ１００６は、これ以外の目的の作業にも関わるものであってよい。例えば、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等のように、情報を生成したり処理する機能に直接関わってもよい。あるいは前述したように、入出力インターフェース回路１００５を介して外部のコンピュータネットワークと接続し、例えば数値計算等の作業を外部機器と協同して行ってもよい。
【０２４０】
入力部１０１４は、前記ＣＰＵ１００６に使用者が命令やプログラム、あるいはデータなどを入力するためのものであり、例えばキーボードやマウスの他、ジョイスティック、バーコードリーダー、音声認識装置等の多様な入力機器を用いることが可能である。
【０２４１】
デコーダ１００４は、前記１００７ないし１０１３より入力される種々の画像信号を３原色信号、又は輝度信号とＩ信号、Ｑ信号に逆変換するための回路である。尚、図中に示すように、デコーダ１００４は内部に画像メモリーを備えるのが望ましい。これは、例えばＭＵＳＥ方式を初めとして、逆変換するに際して画像メモリーを必要とするようなテレビ信号を扱うためである。
【０２４２】
画像メモリーを備える事により、静止画の表示が容易になる。あるいは前記画像生成回路１００７及びＣＰＵ１００６と協同して、画像の間引き、補間、拡大、縮小、合成を初めとする画像処理や編集が容易になるという利点が得られる。
【０２４３】
マルチプレクサ１００３は、前記ＣＰＵ１００６より入力される制御信号に基づき、表示画像を適宜選択するものである。即ち、マルチプレクサ１００３はデコーダ１００４から入力される逆変換された画像信号の内から所望の画像信号を選択して駆動回路１００１に出力する。その場合には、一画面表示時間内で画像信号を切り換えて選択することにより、所謂多画面テレビのように、一画面を複数の領域に分けて領域によって異なる画像を表示することも可能である。
【０２４４】
ディスプレイパネルコントローラ１００２は、前記ＣＰＵ１００６より入力される制御信号に基づき、駆動回路１００１の動作を制御するための回路である。
【０２４５】
ディスプレイパネルの基本的な動作に関わるものとして、例えばディスプレイパネルの駆動用電源（図示せず）の動作シーケンスを制御するための信号を駆動回路１００１に対して出力する。ディスプレイパネルの駆動方法に関わるものとして、例えば画面表示周波数や走査方法（例えばインターレースかノンインターレースか）を制御するための信号を駆動回路１００１に対して出力する。また、場合によっては、表示画像の輝度やコントラストや色調やシャープネスといった画質の調整に関わる制御信号を駆動回路１００１に対して出力する場合もある。
【０２４６】
駆動回路１００１は、ディスプレイパネル２０５に印加する駆動信号を発生するための回路であり、前記マルチプレクサ１００３から入力される画像信号と、前記ディスプレイパネルコントローラ１００２より入力される制御信号に基づいて動作するものである。
【０２４７】
以上、各部の機能を説明したが、図２４に例示した構成により、本画像形成装置においては多様な画像情報源より入力される画像情報をディスプレイパネル２０５に表示することが可能である。即ち、テレビジョン放送を初めとする各種の画像信号は、デコーダ１００４におて逆変換された後、マルチプレクサ１００３において適宜選択され、駆動回路１００１に入力される。一方、デイスプレイコントローラ１００２は、表示する画像信号に応じて駆動回路１００１の動作を制御するための制御信号を発生する。駆動回路１００１は、上記画像信号と制御信号に基づいてディスプレイパネル２０５に駆動信号を印加する。これにより、ディスプレイパネル２０５において画像が表示される。これらの一連の動作は、ＣＰＵ１００６により統括的に制御される。
【０２４８】
本画像形成装置においては、前記デコーダ１００４に内蔵する画像メモリや、画像生成回路１００７及び情報の中から選択したものを表示するだけでなく、表示する画像情報に対して、例えば拡大、縮小、回転、移動、エッジ強調、間引き、補間、色変換、画像の縦横比変換等を初めとする画像処理や、合成、消去、接続、入れ換え、嵌め込み等を初めとする画像編集を行うことも可能である。また、本実施例の説明では特に触れなかったが、上記画像処理や画像編集と同様に、音声情報に関しても処理や編集を行なうための専用回路を設けてもよい。
【０２４９】
従って、本画像形成装置は、テレビジョン放送の表示機器、テレビ会議の端末機器、静止画像及び動画像を扱う画像編集機器、コンピュータの端末機器、ワードプロセッサを初めとする事務用端末機器、ゲーム機などの機能を一台で兼ね備えることが可能で、産業用あるいは民生用として極めて応用範囲が広い。
【０２５０】
図２４に示した表示装置は、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば図２４の構成要素の内、使用目的上必要のない機能に関わる回路は省いても差し支えない。また、これとは逆に、使用目的によっては更に構成要素を追加してもよい。例えば、本表示装置をテレビ電話機として応用する場合には、テレビカメラ、音声マイク、照明機、モデムを含む送受信回路等を構成要素に追加するのが好適である。
【０２５１】
本表示装置においては、とりわけ電子放出素子を電子ビーム源とするディスプレイパネルの薄型化が容易であるため、表示装置の奥行きを小さくすることができる。それに加えて、大面積化が容易で輝度が高く視野角特性にも優れるため、臨場感あふれ迫力に富んだ画像を視認性良く表示することが可能である。また、均一な特性を有する多数の電子放出素子を備える電子源を用いたことにより、従来の表示装置と比較して非常に均一で明るい高品位なカラーフラットテレビが実現された。
【０２５２】
産業上の利用可能性
本発明は、電子デバイスを構成する部材を、基板上の所望の複数箇所に精度良く形成することのできる製造方法及び製造装置を提供することができる。
【０２５３】
また、本発明は、複数の基板に対して、電子デバイスを再現性良く形成することのできる製造方法及び製造装置を提供することができる。
【０２５４】
また、本発明は、基板上に、特性の揃った電子デバイスを複数形成することができる製造方法及び製造装置を提供することができる。
【０２５５】
また、本発明は、電子放出特性の揃った複数の電子放出素子を有する電子源を製造できる製造方法及び製造装置を提供することができる。
【０２５６】
また、本発明は、低コストかつ容易に、均一な特性の電子デバイスを製造し得る製造方法及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明において用いられる表面伝導型電子放出素子の一構成例を示す模式図であり、第２図は、本発明において用いられる表面伝導型電子放出素子の別の構成例を示す模式図であり、第３図は、本発明において用いられる電子源の一構成例を示す模式図であり、第４図は、本発明の第１の実施態様において用いる液滴付与装置を示す模式図であり、第５図は、通電フォーミングの電圧波形の一例を示す模式図であり、第６図は、本発明の製造方法に用いることのできる真空処理装置の一例を示す概略構成図であり、第７図は、本発明の第２の実施態様における電子源の製造装置の概略図であり、第８図は、導電性膜の形成手順を示す工程図であり、第９図は、第７図における液滴付与装置およびその上下駆動機構の概略構成図であり、第１０図は、画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、第１１図は、第１０図の画像形成装置に使用される蛍光膜の模式図であり、第１２図は、ＮＴＳＣ方式のテレビ信号に応じて表示を行うための駆動回路の一例を示すブロック図であり、第１３図は、梯子型配置の電子源の一例を示す模式図であり、第１４図は、梯子型配置の電子源を備えた画像形成装置におけるパネル構造の一例を示す模式図であり、第１５図は、本発明の電子放出素子を有する電子源基板の他の製造方法を示す模式図であり、第１６図は、実施例６による電子源基板の作製過程を示す模式図であり、第１７図は、液滴付与装置−基板間の距離に起因する液滴着弾位置のずれを示す図であり、第１８図は、基板の厚み分布に起因する液滴着弾位置のずれを示す図であり、第１９図は、電子源基板の製造装置の全体図であり、第２０図は、実施例８の電子源基板の製造装置の動作を説明するための図であり、第２１図は、実施例９の電子源基板の製造装置の動作を説明するための図であり、第２２図は、実施例１０の電子源基板の製造装置の動作を説明するための図であり、第２３図は、実施例１１の電子源基板の製造装置の動作を説明するための図であり、第２４図は、実施例１２の画像表示装置のブロック図であり、第２５図は、従来例の表面伝導型電子放出素子の模式図であり、第２６図は、従来例の別の表面伝導型電子放出素子の模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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